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四川卓越水處理設(shè)備有限公司

制藥純化水設(shè)備中的連續(xù)微生物控制法

時(shí)間:2020-5-29 閱讀:2013
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制藥純化水設(shè)備中的連續(xù)微生物控制法

 

工藝水系統(tǒng)通常應(yīng)用連續(xù)的方法控制微生物,并進(jìn)行周期性消毒。本節(jié)討論采用連續(xù)的 方法控制微生物生長(zhǎng)。

      B“熱”系統(tǒng)

防止細(xì)菌生長(zhǎng)的有效和可靠的方法是在高于細(xì)菌易存活的溫度下操作。如果分配系 統(tǒng)維持在熱狀態(tài)下,常的消毒可以取消。

系統(tǒng)在80°C的溫度下操作,有很多的歷史數(shù)據(jù)表明在這種條件下能防止微生物生長(zhǎng)。目 前,很多公司在70°C的溫度下驗(yàn)證水系統(tǒng)。在較低的溫度下操作的優(yōu)點(diǎn)包括節(jié)約能源、對(duì)人 的傷害風(fēng)險(xiǎn)低、減少紅銹的生成。系統(tǒng)在這個(gè)范圍內(nèi)的較高溫度下操作在微生物污染方面具 有更高的安全性。在80C以下的有效性必須在實(shí)例的基礎(chǔ)上用檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)證明。

需要注意的是,這個(gè)溫度范圍不會(huì)去除內(nèi)毒素。當(dāng)內(nèi)毒素是我們所關(guān)注的問(wèn)題時(shí),必須通 過(guò)設(shè)計(jì)合理的處理系統(tǒng)來(lái)去除它。

  1. “冷”系統(tǒng)

在這個(gè)例子中用“冷”這個(gè)詞的意思是指一個(gè)系統(tǒng)維持在足夠低的溫度下來(lái)抑制微生物 生長(zhǎng)。雖然這被證明是有效的,但是其需要能耗及與其相關(guān)的成本,對(duì)這種類型的系統(tǒng)總的來(lái) 說(shuō)操作成本是很高的。通常情況下廣冷”系統(tǒng)是在4°C到10°C<我國(guó)藥典附錄中提及的是低于 4°C>的溫度下操作。在15°C以下微生物的生長(zhǎng)率明顯降低,因此與常溫系統(tǒng)相比,冷系統(tǒng)的 消毒頻率可能要降低。特定溫度下的有效性與否,在任何特殊系統(tǒng)中相關(guān)的消毒頻率必須在 實(shí)例的基礎(chǔ)上通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析來(lái)確定。

      C“常溫"系統(tǒng)

任何制藥用水系統(tǒng)的循環(huán)溫度都是通過(guò)需要達(dá)到的微生物標(biāo)準(zhǔn)或需要達(dá)到的使用溫度 來(lái)確定的。在行業(yè)中,“常溫”的純化水系統(tǒng)通常使用臭氧和/或熱水消毒,與“熱”或“冷” 系統(tǒng)相比,通常需要較低的生命周期成本,并且還減少了能量消耗。然而,在沒(méi)有提高系統(tǒng)消毒 水平的情況下,在儲(chǔ)罐和分配循環(huán)中缺少溫度控制會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)生物膜的形成,偶爾或不可預(yù) 測(cè)地產(chǎn)生微生物不符合規(guī)定的水,以及導(dǎo)致不在計(jì)劃內(nèi)的水系統(tǒng)停機(jī)。

       D臭氧

臭氧能有效的控制微生物。它是一種強(qiáng)氧化劑,與有機(jī)體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并殺死它們。消 滅這些有機(jī)物而產(chǎn)生有機(jī)化合物,臭氧可能會(huì)進(jìn)一步退化,后變成二氧化碳。臭氧作為氧化 劑其氧化性是氯的兩倍,需要不斷地加入來(lái)維持濃度。

在任何藥典規(guī)定用水系統(tǒng)和大多數(shù)其它應(yīng)用中,我們希望使用點(diǎn)的水*沒(méi)有臭氧。臭 氧一般通過(guò)紫外線輻射來(lái)去除。254納米的紫外線能把臭氧轉(zhuǎn)變成氧氣。較普遍的設(shè)計(jì)是維 持儲(chǔ)罐中臭氧濃度在0.02ppm到O.lppm之間,在分配環(huán)路的起始端用紫外線輻射去除臭氧。 為了對(duì)環(huán)路本身進(jìn)行消毒,紫外線在不用時(shí)可以關(guān)掉,臭氧會(huì)在環(huán)路中循環(huán)。破壞臭氧所需要 的紫外線量一般是控制微生物需要量的2到3倍。應(yīng)該做測(cè)試來(lái)證明在使用點(diǎn)沒(méi)有臭氧。

         E紫外線

紫外線經(jīng)證明能減少儲(chǔ)存和分配系統(tǒng)中微生物數(shù)量。紫外線波長(zhǎng)在200到300納米的時(shí) 候有殺菌能力,這個(gè)波長(zhǎng)范圍低于可見(jiàn)光譜。紫外線使DNA失去活性來(lái)減少微生物。紫外線 經(jīng)常被認(rèn)為是殺菌裝置,但實(shí)際上不是。光線的有效性取決于它作用的水的質(zhì)量、光線的強(qiáng) 度、水的流速、接觸時(shí)間和細(xì)菌存在的類型。

         F過(guò)濾

與其它的微粒物質(zhì)一起,細(xì)菌和內(nèi)毒素可以通過(guò)過(guò)濾去除。過(guò)濾的介質(zhì)可能是微濾(2? 0.07微米)也可能是超濾(0.1?0.005微米)這樣的數(shù)值范圍。必須保持這些過(guò)濾器的完整 性。

1)  微孔過(guò)濾

微孔過(guò)濾包括使用筒式過(guò)濾器,折疊式過(guò)濾器,和錯(cuò)流過(guò)濾膜元件。這些過(guò)濾器能去除 100微米到0.1微米大小的微粒。筒式和折疊式過(guò)濾器允許水從垂直于水流方向的濾芯纖維 壁流過(guò)。由于過(guò)濾器的孔徑較小,微粒被截留在過(guò)濾器的外壁,或在過(guò)濾器內(nèi)部(筒式過(guò)濾器)。 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,過(guò)濾器里充滿了微粒,需要更換一個(gè)新的濾芯。

2)  超濾

超濾可以用來(lái)從水源中去除有機(jī)物和細(xì)菌,還有病毒和熱源。過(guò)濾一般從0.1微米到0.01 微米。錯(cuò)流超濾強(qiáng)制使水平行地流過(guò)過(guò)濾介質(zhì),太大的微粒通不過(guò)膜元件,在濃水流中排出系 統(tǒng)(一般是進(jìn)水流的5?10%)。這允許過(guò)濾器進(jìn)行自清洗并消除了要經(jīng)常更換膜元件的需要。 這種類型的過(guò)濾可以應(yīng)用在特定情況下儲(chǔ)罐后面的“維護(hù)”措施。

一般而言,對(duì)于任何的純水系統(tǒng)而言,不推薦使用儲(chǔ)罐后面的過(guò)濾。這是考慮到了在過(guò)濾 器的前面的一側(cè)細(xì)菌會(huì)繁殖,雖然過(guò)濾器的孔徑在理論上比細(xì)菌的大小要小,但終在過(guò)濾器 后面一側(cè)可能還會(huì)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌。另外的顧慮是過(guò)濾器潛在的滋生物聚集,這可能增加了微生物 生長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。然而,循環(huán)泵后面的過(guò)濾器有時(shí)應(yīng)用于水系統(tǒng)當(dāng)中。系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)以所獲得的儲(chǔ) 罐前的水質(zhì)為基礎(chǔ)。不能依靠?jī)?chǔ)罐后面的過(guò)濾器對(duì)水進(jìn)行純化處理。

G.循環(huán)

大多數(shù)新的水系統(tǒng)的分配是用一個(gè)循環(huán)回路。循環(huán)的主要目的是減少微生物的生長(zhǎng)或微 生物附著在系統(tǒng)表面的機(jī)會(huì)。雖然這個(gè)方法不被廣泛認(rèn)可,但是我們認(rèn)為與水的湍流相結(jié)合 的剪切力可以抑制滋生物的聚集和細(xì)菌在表面的附著。要達(dá)到此效果的流速通常認(rèn)為是要超 過(guò)3ft/sec(0.9米/秒)或雷諾數(shù)大于2100o如果在短期內(nèi)水的使用次數(shù)高,流速可能會(huì)下降,只 要使系統(tǒng)維持在正壓下就不會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。在熱和冷系統(tǒng)中,循環(huán)也是用來(lái)使整個(gè)系統(tǒng) 維持在適當(dāng)?shù)臏囟取?/span>

研究表明去除生物膜需要的流速要高于實(shí)際水系統(tǒng)的流速(高于15ft/sec)o然而,高的 流速(5ft/sec或更高)結(jié)合使用抗菌劑,如臭氧或氯,可能在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能有效地去除生物膜。

如果對(duì)分支的長(zhǎng)度有限制,在短的分支管段的端頭可以維持在湍流狀態(tài)。這個(gè)限制的長(zhǎng) 度隨著分支管段直徑的不同而不同,受主管道直徑的影響較小。按照經(jīng)驗(yàn)法則,大死角是6 倍分支管道直徑。這個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則對(duì)于在大的主管上有小的分支的情況下可能很難達(dá)到,這可 能會(huì)導(dǎo)致不能接受的長(zhǎng)死角。基于超過(guò)廣泛應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)法則上考慮,認(rèn)識(shí)到把死角作為一個(gè)

關(guān)注的區(qū)域,并通過(guò)采用適當(dāng)?shù)拇胧┰诔醯脑O(shè)計(jì)或在如果是不可避免的情況下,實(shí)行特別的 規(guī)定進(jìn)行說(shuō)明來(lái)防止死角是非常重要的。其他的要考慮的因素包括操作溫度,主管內(nèi)的流速 和使用頻率(如果死角是一個(gè)使用點(diǎn))。

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